渗压计及测压管施工技术方案
根据砼面板堆石坝安全监测平面布置图（图号：**坝施－水－66）、内部变形监测断面图及项目说明（图号：**坝施－水－67）、防渗墙、高趾墙、陡壁及各进口观测断面图（图号：**坝施－水－68）、渗压计埋设图（图号：**坝施－水－71）、*监会字（[2010]第129号），在大坝基础、趾墙、两岸坝体与陡壁交接位置、下游排水棱体与渣场处埋设渗压计及测压管14套，监测坝基渗流和两岸绕坝渗流情况。我部对渗压计及测压管安装埋设提出以下施工技术方案。
1.仪器布置和工程量
1.1坝基渗流监测
在监测断面坝0+163.00m的坝基范围内顺水流方向布设4支渗压计，分别在防渗墙下游、坝轴线附近、坝轴线下游坝体中部和下游坝脚排水棱体下各埋设1支，除下游坝脚排水棱体下的渗压计安装在Ⅱ型测压管内，其他三支渗压计均安装在Ⅰ型测压管内；在大坝下游排水棱体与渣场处布置5个渗流监测孔，孔内埋设Ⅱ型测压管，测压管内均安装渗压计。对于Ⅰ型测压管将根据现场钻孔设备，如使用地质钻机套管钻进则直接在孔内埋设渗压计，使用冲击钻套管钻进则埋设测压管后再安装渗压计。测压管长度根据钻孔深度确定，渗压计电缆实际长度根据管线去向确定。渗压计及测压管设计位置和设计工程量如下：
坝基渗压计及测压管设计位置和设计工程量表
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序号
|
仪器编号
|
桩号 m
|
工程量
|
||||||
|
顺河流向
|
坝轴向
|
孔口高程
|
渗压计数量
支
|
电缆长度m
|
测压管设计长度m
|
||||
|
透水管
|
导管
|
沉淀管
|
|||||||
|
1
|
C1
|
坝上118.56
|
坝0+163.00
|
钻孔时实际建基面高程
|
1
|
250
|
5
|
6.5
|
0.5
|
|
2
|
C2
|
坝上006.00
|
坝0+163.00
|
1
|
150
|
5
|
6.0
|
0.5
|
|
|
3
|
C3
|
坝下004.50
|
坝0+163.00
|
1
|
110
|
5
|
8.5
|
0.5
|
|
|
4
|
C6
|
坝下130.00
|
坝0+163.00
|
1
|
120
|
5
|
54.5
|
0.5
|
|
|
5
|
C4
|
坝下130.00
|
坝0+254.00
|
1
|
180
|
5
|
49.5
|
0.5
|
|
|
6
|
C5
|
坝下130.00
|
坝0+212.00
|
1
|
150
|
5
|
49.5
|
0.5
|
|
|
7
|
C7
|
坝下180.50
|
坝0+254.00
|
1
|
200
|
5
|
39.5
|
0.5
|
|
|
8
|
C8
|
坝下180.50
|
坝0+210.00
|
1
|
200
|
5
|
44.5
|
0.5
|
|
|
备注：渗压计安装埋设在实际岩面线上0.7m处。
|
|||||||||
1.2绕坝渗流监测
在两岸坝体与陡壁交接位置的陡壁上设孔，各布置3支渗压计观测绕坝渗流。根据防渗墙、高趾墙、陡壁及各进口观测断面图（图号：杨电坝施－水－68），在两岸陡壁高程1050～1080间存在砂质泥岩与石英砂岩接触带，渗压计应布置在接触带水平浅孔内。渗压计电缆实际长度根据管线去向确定。渗压计设计位置和设计工程量如下：
绕坝渗流渗压计设计位置和设计工程量表
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序号
|
仪器编号
|
桩号 m
|
工程量
|
|||
|
顺河流向
|
坝轴向
|
孔口高程
|
渗压计数量 支
|
电缆长度m
|
||
|
1
|
C9
|
坝上027.00
|
右岸陡壁
|
砂质泥岩与石英砂岩接触带实际高程
|
1
|
150
|
|
2
|
C10
|
坝下005.00
|
1
|
150
|
||
|
3
|
C11
|
坝下028.00
|
1
|
130
|
||
|
4
|
C12
|
坝上020.00
|
左岸陡壁
|
1
|
170
|
|
|
5
|
C13
|
坝下005.00
|
1
|
200
|
||
|
6
|
C14
|
坝下028.00
|
1
|
170
|
||
2.仪器设备和材料性能参数
2.1测压管
2.1.1进水管、导管和沉淀管
进水管：φ50镀锌钢管，长度5m，透水孔开孔率18%～20%，每节钢管两端加工外丝扣；
导管和沉淀管：φ50镀锌钢管、外箍接头、管顶盖和管底盖，每节钢管两端加工外丝扣。
2.1.2无纺土工布
300g/m2，等效孔径095＜0.12mm，垂直渗透系数10-2cm/s。
2.1.3孔内回填料
反滤料：干净中粗砂，细度模数3～3.5。
粘土球：球径5～10mm，粘土中掺入42.5普通硅酸盐水泥制成，水泥掺量15%左右。
2.1.4管内回填料
砾石：粒径8～12mm，冲洗干净；
细沙：细度模数＜3，冲洗干净。
2.1.5测压管顶保护盒
钢盖板：28×28cm普通钢板，厚3mm，配暗锁、钥匙；
配套预埋件：扁铁120×50×7mm，预埋铁盒80×50×30mm， 钢筋φ10mm长35cm。
砼井：40×40×8cm回型，C20F50砼浇筑。
2.2渗压计
生产厂家：美国基康仪器公司；
传感器类型：振弦式；
型号规格：GK4500S-2.0MPa；
分辨率：0.2％F.S；
2.3读数仪表
生产厂家：基康仪器（北京）有限公司；
型号：BGK408；
测量范围：400～4500Hz；
温度测量范围：-30～70℃；
分辨率：频率0.1Hz，温度 0.1℃；
示值误差：＜0.002%。
2.4观测电缆及连接
2.4.1电缆
生产厂家：南京信宁电缆有限公司；
类型：四芯屏蔽电缆，镀锡铜芯线，100米内无接头；
型号：CGYVP 4×11/0.2+10/0.2；
2.4.2电缆接头
铜芯线焊接：锡焊接；
焊剂：松香酒精溶液；
防水绝缘层：高压绝缘胶带、厚壁热缩管、热熔胶；
2.4.3电缆及接头防水绝缘性能
防水性能：在大于2MPa外水压下6小时绝缘度不变。
绝缘性能：对地绝缘电阻大于50MΩ（250v直流电阻表测试）。
2.4.4电缆保护管
保护管：坝内和坝基引线使用PPR管，表面引线使用PVC管，直径32～50mm（根据管内电缆数量定），每节2m；
伸缩节：用于坝内和坝基引线，PPR管或PVC管，直径能套入保护管并有少许间隙，每节40cm；
土工布：长度80cm，包裹伸缩节并防止泥沙进入保护管内。
3.测压管钻孔和回填
合同和招标文件规定“监测仪器安装埋设的土建工程（如钻孔、灌浆，混凝土，观测房，坝体内部仪器埋设条带的开挖和回填等），由本工程其余标段的土建承包商配合完成，应在监理人协调下，本合同承包人做好相关的技术服务工作”。我部在施工现场具备钻孔条件时将及时按照设计位置进行测量放点，钻孔施工过程中按照设计钻孔技术要求随时检控。因测压管钻孔回填材料的特殊要求，所有回填材料由我部按照设计图纸要求准备并回填。
4.仪器及电缆率定检查
4.1渗压计检验
按照规范的规定对渗压计的力学、防水绝缘性能进行检验。渗压计检验分级和限差规定见下表：
渗压计力学性能检验分级规定
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规 格
|
GK4500S-2.0MPa
|
|
最大压力KPa
|
2000
|
|
分级测点数
|
9
|
|
分级压力KPa
|
250
|
规定限差值
|
项 目
|
端基线性度
误差ɑ1
|
非直线度
误差ɑ2
|
不重复性
误差ɑ3
|
最小读数
误差ɑf
|
|
限差（%）
|
2
|
1
|
1
|
3
|
4.2电缆检验
成批电缆采用抽样检查法，抽样数量为本批的10%，不得小于100m；对于振弦式传感器使用的四芯屏蔽电缆，因为电缆电阻对传感器测值没有影响，可不对电缆电阻进行检验。
用500V直流电阻表测量被测电缆各芯线间的绝缘电阻，测值应不小于100MΩ；
根据电缆耐水压参数，把被测电缆置于耐水压参数规定的水压环境下48h，用500V直流电阻表测量被测电缆芯线与水压容器间的绝缘电阻，测值应不小于100MΩ；
5.仪器设备埋设、安装和调试：
5.1测压管及渗压计
5.1.1测压管管路安装
测压管钻孔深度应比设计测压管管底稍低，以防止局部坍塌而影响测压管埋设高程，钻孔工作结束后，测压管埋设之前钻孔应冲洗干净；
测压管安装前使用水位计测量孔内地下水位并记录，两次测读误差应不大于2cm；
组装测压管：按照管底盖→外箍接头→沉淀管→进水管→外箍接头→导管→外箍接头→管顶盖的顺序逐节组装放入孔内，管路安装连接做到紧固、严密、无渗漏；进水管段采用二层土工布包裹，土工布包裹范围长出进水管段两端各10cm；沉淀管应置入基岩0.5m以上；
测压管及钻孔回填：下管前先在孔底回填10cm厚反滤料；在测压管内渗压计以下管段填塞砾石；在沉淀管至进水管段管外至孔壁间回填反滤料，反滤料回填时应逐层捣压密实；反滤料以上至管顶段管外至孔壁间逐粒回填粘土球，逐层捣压密实；管口以下1～2m范围内用夯实法回填粘土；Ⅰ型测压管管顶采用30×30cm、厚5cm的M7.5砂浆保护层；Ⅰ型测压管管顶采用坝面砼井加钢盖板的保护盒型式。
测压管及管口保护盒安装参见渗压计埋设图（图号：杨电坝施－水－71）。
5.1.2测压管灵敏度检验
测压管安装封孔完成后进行灵敏度检验。检验方法采用注水试验，一般应在库水位稳定期进行。试验前先测定管中水位，然后向管内注清水，注水量为每米测压管容积的5～10倍，注入后不断观测水位，直至恢复到或接近注水前的水位，对于砂砾土，1～2小时降至原水位或注水后水位升高不到3～5m为合格。在运用期间，发现管内水位或压力表读数不正常时，亦应进行注水或放水试验以检查其灵敏度。
5.1.3测压管内渗压计安装
埋设前取下渗压计测头的透水石，在渗压计钢膜片上涂一层黄油或凡士林以防生锈，透水石放入水中煮沸排气；
在水中将透水石安装在渗压计测头，渗压计在水中浸泡2h以上，使测头内达到饱和状态，再在测头端用土工布包上干净饱和细砂制成的砂袋（直径＜40mm），使仪器进水口通畅，防止泥浆等进入渗压计测头内部；
将组装好的渗压计砂袋测头向下垂直放入管内设计高程，应严格控制和记录测头部位的埋设高程。
5.2绕坝渗流渗压计
渗压计埋设见渗压计埋设图（图号：杨电坝施－水－71 Ⅲ型：水平浅孔内渗压计埋设图）。
在坝体填筑到陡壁砂质泥岩与石英砂岩接触带位置时，在设计位置钻或凿出一个孔深50cm、孔径15～20cm的水平浅孔，如孔内无透水裂隙，在根据需要的深度，在大孔孔底套钻一个孔径3cm的小孔；
在小孔内填入砾石，在大孔内回填细砂；
渗压计埋设前的准备和组装与5.1.3相同，将渗压计埋在细砂中，孔口用盖板封上，并用水泥砂浆封住，待砂浆凝固后，即可继续填筑。
5.3观测电缆敷设保护
5.3.1基本原则
1电缆走线敷设时，应严格按照电缆走线设计图和技术规范施工，尽可能减少电缆接头。
2施工期电缆临时走线，应根据现场条件采取相应敷设方法，并加注标志，注意保护，选好临时监测站的位置，尤其在堆石坝的施工中，监测电缆的保护要有切实可靠的措施。
3在电缆走线的线路上，应设置警告标志。尤其是暗埋线，应在暗线位置和范围设置明显标志。设专人对监测电缆进行日常维护，并健全维护制度。
4电缆跨缝施工留缝时，应有5cm～10cm的弯曲长度，并用钢管保护，钢管两头用沥青麻布包裹。穿越阻水设施时，应单根平等排列，间距2cm，加阻水环或阻水材料回填。在填筑过程中，电缆随着填筑体垂直向上引伸时，可采用立管引伸，管外填料压实后，将立管提升，管内电缆周围有相应的填料人工夯实。
5电缆敷设过程中，要保护好电缆头和编号标志，防止浸水或受潮；应随时检测电缆和仪器的状态及绝缘情况，并记录和说明。
5.3.2电缆敷设路线
电缆敷设路线见附图《砼面板堆石坝内部渗压计电缆敷设保护断面示意图》。为保证电缆不因堆石坝内部不均匀沉降变形而损坏，电缆敷设以垂直上引为主，尽量减少在坝体内部的水平引线；所有电缆均穿管保护，保护管接头使用伸缩节，电缆在管内呈自由松弛弯曲状态，电缆预留弯曲量根据坝体各部位沉降量决定。
电缆敷设完成后及时绘制敷设路线图和仪器埋设图，并且提供给相关的施工单位，提醒并注意保护仪器和电缆的安全。
5.3.3电缆连接
观测电缆的连接采用热缩接头，电缆芯线采用焊接连接，电缆与仪器连接或电缆接长的前、后均对仪器读数并记录；
1根据设计和现场情况准备仪器的加长电缆。
2在要连接的电缆一端预先套上的里层带有热融胶的热缩套管，再在电缆的每根芯线的一端分别套上一根细的热缩套管。
3把铜丝的氧化层用砂布擦去，按同种颜色互相搭接，铜丝相互叉入，拧紧，涂上松香粉，放入已熔化好的锡锅内摆动几下取出，使上锡处表面光滑无毛刺，如有应锉平。
4检查各芯线电阻，测值正常后加热热缩每根芯线的热缩套管，用热风枪从中部向两端均匀的加热，排尽管内空气，使热缩管均匀的收缩，并紧密的与芯线结合。
5将芯线并在一起，用专用的自粘胶带紧紧的把芯线裹在一起，裹时一圈一圈地依次进行，并用力拉长胶带，边拉边缠，使粗细一致，包扎体内不能留空气。
6接好电缆的屏蔽层（可以互相压按在一起），重复上述第（5）步的做法，包裹之后的电缆外径略小于外层热缩管的内径为宜。
7将预先套在电缆的外层热缩套管移至缠胶带处加温热缩，如果外层热缩套管的内层不自带热融胶，热缩前应在热缩管与电缆外皮搭接段缠上热熔胶，用热风枪从中部向两端均匀的加热，排尽管内空气，使热缩管均匀的收缩，并紧密的与电缆结合。
8接头热缩前后应测量、记录电缆芯线电阻、仪器读数。
5.3.4电缆编号
仪器与电缆连接或电缆接长以后，按设计规定的编码系统进行仪器编号，同时做好传感器号与设计编号的对应记录。编号标注在传感器上、电缆端头与二次仪表连接附近，同时标上两套以上标签备用，防止损坏和丢失；电缆敷设过程中，要保护好电缆头和编号标志，防止浸水或受潮；应随时检查电缆和仪器的状态及绝缘情况，并记录和说明；
5.3.5观测电缆引线长度
观测电缆引线长度按照规范规定的下列方法进行计算。
观测电缆引线长度计量式：L=KL0+B
L-电缆总长度，单位：米； K-电缆接长系数，混凝土内埋设时取1.05～1.1；L0-电缆引线路线长度，单位：米；B-观测端加长值，取3～5米。
电缆保护管计量式：电缆保护管长度＝引线长度－观测端加长值，（单位：米）。
6.观测：
观测频率：按照规范、设计和监理工程师要求的测次和时间进行观测；在埋设前后随时进行检查，以检查仪器工作是否正常；
每次读数时，必须立即同前次测值对照检查，读数值应是稳定的；在观测中若发现异常，要及时进行复测，分析原因，记录说明；所有的读数进行三次重复测读，三次读数误差不大于仪器的精度值，取三次读数的算术平均值作为观测值。
渗压计在施工期取埋设后第一次测值作为基准值；在初蓄期取蓄水后的第一次测值作为基准值。
7.观测资料计算整理：
每次观测后立即对原始数据进行检查校核和整理，并及时作出初步分析，同时反馈给监理部和业主。
每次的观测数据于当天对原始数据进行校对、整理、计算、绘图，每张观测记录表测记和计算完毕后，立即归档保管。
观测数据采用规范和厂家说明书提供的公式和方法进行计算。
点绘物理量、温度与时间过程线图，纵坐标为物理量、温度，横坐标为时间。
